[发明专利]调Q方式快速切变的电光、声光双调Q脉冲激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光器技术领域，特别涉及一种电光、声光双调Q，且调Q方式能够快速切变的调Q脉冲激光器。

背景技术

调Q脉冲激光器是将激光输出能量压缩到时间宽度极窄的激光脉冲中发射，其工作原理为：当Q开关关闭时，激光谐振腔处于低Q值状态，腔内损耗大，激光发光阈值高，泵浦辐射的能量存储在激光放大介质中。

电光调Q和声光调Q是目前激光技术领域常用的两种调Q方式，电光调Q是利用某些晶体的电光效应做成相应的电光调Q开关器件实现调Q功能，电光调Q具有开关时间短(约10^-9s)、效率高、调Q时刻可以精确控制、输出脉冲宽度窄(10～20ns)、峰值功率高(几十MW以上)等优点，但调制电压高(几千伏)，不易实现高重复频率的激光脉冲输出，因此，电光调Q激光器一般工作在低重复频率状态(100Hz以下)；声光调Q是利用超声波在声光介质内传输时，声光介质中形成的折射率产生周期性的分布的特点做成调Q开关器件，超声波在声光介质内部传播，引起的介质折射率周期性变化对于入射光波相当于“相位光栅”，光通过这种器件时产生布拉格衍射，光束偏离原来的传播方向，从而起到调Q的作用。声光调Q开关的断开时间主要由声波通过光束的渡越时间决定，以熔融石英为例，声波通过1mm长度的材料需要的时间为200ns，这一时间对某些高增益激光器来说太长，因此，声光调Q开关一般应用于增益较低的连续激光器，另外，由于声光Q开关需要的驱动电压很低(＜200V)，故容易实现对连续激光器调Q，以获得高重复频率的激光脉冲输出，一般重复频率可达1～20kHz。由于声光调Q开关对高能量激光器的开关能力较差，故一般适用于低增益调Q激光器。

现有的调Q脉冲激光器要么采用电光调Q方式，输出大单脉冲能量、高峰值功率、低重复频率的激光脉冲，要么采用声光调Q方式，输出小单脉冲能量、低峰值功率、高重复频率的激光脉冲，如果实际应用中既需要低重复频率的激光脉冲，又需要高重复频率的激光脉冲，则要配备两台以不同调Q方式工作的激光器，并且两台激光器要通过复杂的控制电路使其协同工作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何克服传统调Q脉冲激光器不能在同一激光脉冲输出序列中既包含大单脉冲能量、高峰值功率、低重复频率的激光脉冲，又包含小单脉冲能量、低峰值功率、高重复频率的激光脉冲的缺点，提出一种调Q方式快速切变的电光、声光双调Q脉冲激光器。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种调Q方式快速切变的电光、声光双调Q脉冲激光器，所述激光器包括用于实现电光调Q的电光调Q结构以及用于实现声光调Q的声光调Q结构，且所述激光器能够实现所述电光调Q结构与声光调Q结构之间工作方式的转换。

优选地，所述电光调Q结构包括依次放置的反射镜、电光调Q晶体和波片，所述声光调Q结构包括声光调Q晶体和反射镜，且所述电光调Q结构与声光调Q结构之间工作方式的转换由偏振片和电光晶体实现。

优选地，波片的光轴方向和偏振片的透光方向间的夹角为45°，电光调Q晶体的感应光轴与波片的快轴或慢轴重合，所述电光晶体的感应光轴与偏振片的通光方向的夹角为45°。

优选地，电光调Q晶体和波片的通光面均镀有增透膜，所述电光调Q结构中的反射镜的反射面镀有高反射率膜。

优选地，将所述电光调Q结构中的反射镜替换为通光面镀有增透膜、全反射面镀有能够防止全反射时p光和s光产生位相差的位相膜的角锥棱镜。

优选地，所述声光调Q晶体的通光面镀有增透膜，所述反射镜的反射面镀有高反射率膜。

优选地，将所述声光调Q结构中的反射镜替换为通光面镀有增透膜、全反射面镀有能够防止全反射时p光和s光产生位相差的位相膜的角锥棱镜。

优选地，所述偏振片和电光晶体的通光面均镀有增透膜。

优选地，将所述偏振片替换为通光端面镀有增透膜的偏光棱镜。

优选地，所述激光器还包括泵浦增益结构，所述泵浦增益结构包括两个二向色镜和激光介质，两个二向色镜分别设置于激光介质的两端。

(三)有益效果

本发明采用电光、声光双调Q的方式，电光、声光调Q方式可快速切变，实现了在调Q激光器的同一输出脉冲序列中，既包含大单脉冲能量、高峰值功率、窄脉冲宽度、低重复频率的激光脉冲，又包含小单脉冲能量、低峰值功率、宽脉冲宽度、高重复频率的激光脉冲，简化了设备。

附图说明